第11课 物联功能细分解 教学设计 义务教育人教版信息技术八年级全一册.pdf

第11课物联功能细分解

一、教学目标

1.了解生活中物联系统的工作过程，认识物联系统的三层结构及各层的功能。

2.通过分析物联门锁系统的核心功能，形成以数据为核心分解物联功能的意

识。

二、教学重点与难点

教学重点

1.掌握物联系统三层结构的功能。

2.学会对物联门锁系统进行功能分解。

教学难点

1.理解物联系统各层之间的协作关系。

2.深入分析物联门锁系统的复杂功能。

三、教学准备

1.收集生活中物联系统的案例图片和视频，如智能家居、智能交通等。

2.制作PPT课件，展示物联系统三层结构的示意图和功能介绍。

3.准备一个物联门锁系统的模型或实物，用于课堂演示和分析。

4.设计一些与物联系统结构和功能分解相关的问题卡片，用于课堂互动。

四、教学过程

（一）导入新课

师：同学们，在我们的生活中，物联网已经越来越普及，各种物联系统为我

们的生活带来了很多便利。那么，大家有没有想过这些物联系统是如何工作的呢？

它们又由哪些部分组成呢？今天，我们就一起来深入了解物联系统的结构和功能，

看看它们是如何实现各种神奇的物联网功能的。

（展示一些物联系统的应用场景图片，如智能门锁、智能家电等，激发学生

的学习兴趣。）

（二）新课讲解

1.物联系统的工作过程

（1）数据采集

师：物联系统的工作过程首先是数据采集。各种传感器和设备通过感知周围

的环境和状态，采集各种数据，如温度、湿度、光照强度、位置信息等。这些数

据是物联系统的基础，它们反映了物联系统所监测的对象的状态和变化。

（展示一些传感器和设备采集数据的示意图，让学生直观地了解数据采集的

过程。）

（2）数据传输

师：采集到的数据需要通过网络进行传输。物联系统可以使用有线或无线的

网络进行数据传输，如以太网、WiFi、蓝牙、ZigBee等。数据传输的目的是将

采集到的数据发送到物联系统的其他部分，如服务器、控制器或其他设备。

（展示数据在物联系统中传输的示意图，讲解不同网络传输方式的特点。）

（3）数据处理

师：传输到物联系统其他部分的数据需要进行处理和分析。数据处理可以在

服务器、控制器或其他设备上进行。数据处理的目的是提取有用的信息，做出决

策，并控制物联系统的运行。数据处理可以使用各种算法和技术，如数据挖掘、

机器学习、人工智能等。

（展示数据处理的流程图，讲解数据处理的过程和方法。）

（4）控制执行

师：经过处理和分析的数据可以用于控制物联系统中的设备和执行器。控制

执行的目的是根据数据处理的结果，对物联系统中的设备和执行器进行控制，实

现物联系统的各种功能。控制执行可以使用各种控制算法和技术，如PID控制、

模糊控制、神经网络控制等。

（展示控制执行的示意图，讲解控制执行的过程和方法。）

2.物联系统的三层结构及各层功能

（1）感知层

定义

师：感知层是物联系统的最底层，它由各种传感器和设备组成，负责采集物

联系统所监测的对象的各种数据。感知层就像物联系统的“感觉器官，它能够感”

知周围的环境和状态，并将这些信息转化为数字信号，供物联系统的其他部分进

行处理和分析。

（展示感知层的示意图，让学生直观地了解感知层的组成和作用。）

主要功能

数据采集：感知层中的传感器和设备通过各种物理效应和化学反应，采集物

联系统所监测的对象的各种数据，如温度、湿度、光照强度、位置信息等。

数据转换：传感器和设备采集到的数据通常是模拟信号，需要经过模数转换

（ADC）将其转换为数字信号，才能供物联系统的其他部分进行处理和分析。

数据传输：感知层中的传感器和设备通常采用无线或有线的方式将采集到的

数据传输到物联系统的其他部分，如网络层中的网关或服务器。

（通过具体的例子，如温度传感器、湿度传感器等，讲解感知层的主要功

能。）

（2）网络层

定义

师：网络层是物联系统的中间层，它由各种网络设备和通信协议组成，负责

将感知层采集到的数据传输到物联系统的应用层，并将应用层的控制指令传输到

感知层。网络层就像物联系统的“神经系统，它能够将物联系统的各个部分连接”

起来，实现数据的传输和